CN112379653B - 一种基于微服务架构的智慧电厂管控系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于微服务架构的智慧电厂管控系统，包括智能设施层、数据采集存储层、智慧管控系统平台层、业务应用服务层和智能展示层；所述智能设施层中智能设备及数据采集套件的监测数据或运行状态数据通过统一接口引擎实时上传至数据采集及存储层；所述数据采集及存储层对接收到的监测数据或运行状态数据进行采集存储后传输至智慧管控系统平台层，所述智慧管控系统平台层支撑业务应用服务层进行实时监视、趋势分析、历史回放、报表生成；并通过展示层进行展示。本发明可维护性强，可移植性好，兼容性强，并支撑智能生产、智慧管理、综合交互应用体系，同时基于微服务特性，提供灵活的模块化功能集成组件，可无门槛灵活扩展。
Description
技术领域
本发明属于智慧企业建设领域，涉及一种基于微服务架构的智慧电厂管控系统。
背景技术
在传统电厂中，从安全分区的维度考虑，包括DCS系统、厂级监控生产实时系统以及管理信息系统。DCS系统以控制为重点；厂级监控系统通过对电厂实时数据的监测和分析来实现对电厂生产运营的实时调度；管理信息系统则是信息处理、任务流转、工作协同。三大系统相互独立而又相互交叉，功能不同、侧重点不同。目前，国内电厂侧信息化建设工作已取得较大成效，但是涉及到的信息系统都专注于解决独自业务领域内的问题，形成了多个信息孤岛，欠缺对整个电厂数据及信息的全局性把控和分析，造成整体信息利用率较低，大量有助于提高电厂生产运营水平、管理效率的数据没有被充分利用。电厂现有系统平台各类数据的质量不高，数据编码不统一，无法有效支撑电厂生产经营管理分析决策及大数据深度挖掘。同时，云计算、物联网、移动互联网、大数据、智慧城市等新技术虽然引入电厂侧，但是与电厂实际生产经营管理业务无法深度融合，系统之间关联性差、业务协同共享水平不高。
发明内容
为解决现有问题，本申请提供一种基于微服务架构的智慧电厂管控系统，该系统设计先进，可维护性强，可移植性好，兼容性强。智慧管控系统通过建立统一数据标准编码、数据统一接口、标准化流程构建、大数据分析、标准化智能展示，实现数据集成、流程集成、服务的集成，提高了业务协同共享水平和新技术与电厂实际生产经营业务的深度融合。
为了实现上述目标，本申请采用如下技术方案：
一种基于微服务架构的智慧电厂管控系统，包括智能设施层、数据采集存储层、智慧管控系统平台层、业务应用服务层和智能展示层；其特征在于：
所述智能设施层中智能设备及数据采集套件的监测数据或运行状态数据通过统一接口引擎实时上传至数据采集及存储层；所述数据采集及存储层对接收到的监测数据或运行状态数据进行采集存储后传输至智慧管控系统平台层，所述智慧管控系统平台层支撑业务应用服务层进行实时监视、趋势分析、历史回放、报表生成；并通过展示层进行展示。
本发明进一步包括以下优选方案。
所述智能设施层通过物联网及工业互联网，形成数据总线，集成电厂现场各类智能设备采集数据和/或运行数据并上传至数据采集存储层，实现泛在感知；
物联网通过综合布线构成数据总线的主体，连接各前端设备；
工业互联网引入eLTE专网，使用1.8G专用频段。
所述智能设施层包括智能设备和物联网单元，所述智能设备通过物联网单元接入物联网；
其中，所述物联网单元包括依次连接的物联网终端、物联网网关、物联网连接管理模块、物联网设备管理模块、物联网内嵌应用管理模块，物联网网关、物联网连接管理模块、物联网设备管理模块和物联网内嵌应用管理模块均采用分布式结构，支持动态扩容。
智能设备作为物联网终端直接或通过物联网网关接入，物联网终端接入后，物联网终端连接管理模块针对不同协议终端的配置管理、终端版本管理以及对应不同终端的格式提供适配服务，通过适配服务，将各厂商的不同终端数据解析成物联网平台的标准属性，并通过订阅服务分发给物联网终端设备管理模块；所述物联网设备管理模块实现物联网网关及网络相关组件的管理，包括配置管理、版本管理和组网管理，统一给北向应用提供HTTPS接口和MQTT接口，使用Json格式；所述物联网内嵌应用管理模块将通用的位置服务、视频识别、业务编排、智能报表进行统一包装，以供数据采集存储层调用。其中所述智能设备包括：设备采集套件、智能仪表及传感器、燃料智能设备、视频监控设备、智能门禁设备、人员定位设备、智能穿戴设备；
所述设备采集套件分别与智能仪表及传感器、燃料智能设备、视频监控设备、智能门禁设备、人员定位设备、智能穿戴设备相连，用于多源异构数据的采集，实现“云计算、边缘计算、终端计算”全过程数据采集与汇聚。
所述智能仪表及传感器、燃料智能设备安装于现场系统中，内部嵌入通讯模块和控制模块，完成数据采集、数据预处理和数据通讯功能。所述数据采集存储层支持多源异构数据并行采集，管理通过数据采集存储层采集的数据，实现数据清洗、检测并去除离群样本及填补空缺数据；然后创建中心数据库，完成与智能管控系统平台层、应用服务层的数据交互。
所述数据采集存储层包括数据采集服务模块、数据存储模块、数据处理模块；
所述数据采集服务模块包括采集接口(IOS)进程、数据中心(RDB)进程、历史服务(HDB)进程，各服务进程之间采用Protobuf框架及消息中间件ZeroMQ来实现通信功能，所述采集服务模块支持多源异构数据并行采集、不同频度的数据采集、数据采集的断点续传、加密、压缩，数据采集的监控与数据源配置管理；
所述数据存储模块设置三级索引机制，由标签点ID为入口，以数据时间作为索引线索进行数据索引，所述三级索引是指标签点索引、日期索引、时间索引；
所述数据处理模块用于管理存储在分布式系统中的数据；数据清洗组件，对原始数据库中的样本进行处理，检测并去除离群样本和及时填补空缺数据；通过数据交换组件实现多个应用系统之间数据融合，进行应用系统间的数据传输与共享，创建中心数据库，完成与智能管控系统平台层、应用服务层的数据交互。
所述智慧管控系统平台层基于微服务架构形成业务模型容器以实现业务模型的积累和定制开发；
所述业务模型包括但不限于：集成设备管理模块、检修管理模块、运行管理模块、安全监督模块。
所述智能管控系统平台层包括开发工具集、公共组件集、单体开发运行框架、微服务开发运行框架、物联网开发单元、三维可视化开发单元、智能展示开发单元。
其中，所述开发工具集包括集成开发工具(IDE)、系统治理工具、数据计算引擎；所述集成开发工具遵循Eclipse标准，提供开发向导、视图和编辑器辅助工具，具备代码智能提示、版本控制、编译调试、一键发布功能；所述系统治理工具为应用软件开发平台提供应用配置、部署、控制和监视功能，实时对应用服务器及操作系统CPU、内存、磁盘等信息进行监视，支持日志的集中存储和查询；所述数据计算引擎是数据组态工具和数据计算模块的集合，数据组态工具是利用基本计算模块组合形成分析和挖掘算法的复杂公式的工具；数据计算模块是由常规计算器具备的基本计算功能模块组成的集合。
所述公共组件集包括在线的即席报表、模型驱动框架、任务调度组件、权限开发及运行支撑组件、流程开发及运行支撑组件；所述在线的即席报表提供在浏览器中实现全功能的报表设计器，实现报表展现、汇总、统计分析、打印输出功能；
所述模型驱动框架支持模型驱动的开发框架，支持软件设计和模型的可视化、存储和交换，模型能够通过平台转换为可执行的代码或者RIA运行时库；
所述任务调度组件提供可视化的任务定义、任务执行步骤定义、任务执行组件定义、任务调度规则定义，支持基于规则解析的任务执行、运行预警、监控与分析；
所述权限开发及运行支撑组件提供以标准的权限模型(RBAC)为基础，基于组织、角色的菜单资源管理和权限分配的权限组件，需满足多套应用同时进行用户菜单管理模式；
所述流程开发及运行支撑组件提供可视化配置的流程管理组件，流程管理组件遵循BPMN2.0标准，支持跨系统的端到端流程贯通、流程回调、事物补偿。
所述单体开发运行框架，支持OSGi模块化规范，通过OSGI模块化技术，提供业务系统开发和运行期的动态模块更新和卸载，从而实现不停机检修。
所述微服务开发运行框架，支持基于Spring Cloud的微服务开发框架，能够提供路由网关、注册中心、服务监控、配置中心，支持微服务项目的可视化向导式创建、打包、发布，支持微服务项目和前端展现项目的解耦；微服务项目和前端展现项目之间交互方式支持基于restful方式、基于SOAP的Web Service方式等多种通信方式，提供微服务自动化部署、实时监控、历史调用链监控回放、性能测试工具。
所述物联网开发单元包括连接管理组件、设备管理组件、应用使能组件和业务分析组件，所述连接管理组件为运营商提供流量监测以及收费计费功能；设备管理主要提供针对物联网终端的功能状态监控、功能配置、软件升级、故障排查、生命周期管理功能；应用使能组件把行业应用或者功能应用的软件代码模块化，为应用层的软件开发提供现成的软件模板及工具；业务分析组件把物联网终端上报的各种数据存储起来加以利用，提供大数据和云计算相关的服务。
所述三维可视化开发单元集成工程设计、生产运营、设备控制、环保安全各种动态静态数据，把三维模型、静态文档、动态数据整合在一起，建立一个多维的数字信息集成应用；
所述智能展示开发单元提供多种通用展现组件库，提供可视化设计器给开发人员构建web应用，支持React、VUE、Angular等多种展现方式的快速集成。
所述业务应用服务层包括生产实时单元、智能报表单元、安全监控单元、粉煤灰销售单元、安全管理单元、故障诊断单元、热网管理单元、班组管理单元、技术监督单元、生产管理单元，形成面向火力发电厂生产经营管理智能化产品集。
所述智能展示层将数据采集存储层的关系型数据、实时数据、档案数据、结构化文档进行封装实现移动终端、桌面PC端统一展示。
本发明具有以下有益的技术效果。
通过本发明，基于微服务架构的智慧管控系统，系统提供企业信息一站式解决方案，完成数据的采集、存储、建模、计算、调取，并支撑智能生产、智慧管理、综合交互应用体系，建设一体化平台，将多系统融合到统一平台集中管理，解决企业多系统并行问题，多平台之间使用统一数据来源，实现一次采集计算分析，多次使用，确保数据的准确性、实时性和高效性，切实解决数据孤立，难以工作协同的问题。统一权限管理，在不同的平台中个人的权限是有差异的，确保每个人权限分配准确无误。实现多系统信息联动，数据融合，单点登录，智能报表，移动应用等功能；
以平台为基础、安全为保障、多业务应用、基础支撑的智慧企业建设思路为指导，研发了基于微服务的智慧管控平台、自主可控的实时历史数据库、数据采集平台等，基于智慧管控平台构建了高效管理、安全管理、设备管理及经济运行、智慧售电等业务应用模块等系列产品，同时与物联网平台、智能工具、三维可视化等进行了深度融合，形成了平台+应用融合创新的IMS智慧管控系统应用架构，可有效的支撑智慧电厂的建设。
附图说明
图1为基于微服务架构的智慧电厂管控系统的结构框图；
图2物联网开发单元框架图；
图3微服务架构图
图4为数据采集存储层结构框图；
图5为业务应用服务层结构框图；
图6为智能展示层结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的有所其它实施例，都属于本发明的保护范围。
图1所述一种基于微服务架构的智慧电厂管控系统，包括智能设施层、数据采集存储层、智慧管控系统平台层、业务应用服务层和智能展示层。
所述智能设施层中智能设备及数据采集套件的监测数据或运行状态数据通过统一接口引擎实时上传至数据采集及存储层；所述数据采集及存储层对接收到的监测数据或运行状态数据进行采集存储后传输至智慧管控系统平台层，所述智慧管控系统平台层支撑业务应用服务层进行实时监视、趋势分析、历史回放、报表生成；并通过展示层进行展示。
所述智能设施层包括智能设备和基础网络；所述智能设备包括：设备采集套件、智能仪表及传感器、燃料智能设备、视频监控设备、智能门禁设备、人员定位设备、智能穿戴设备等。所述设备采集套件实现多源异构数据的采集，实现组件功能可裁剪、部署模式可伸缩；实现“云计算、边缘计算、终端计算”全过程数据采集与汇聚；实现数据采集的稳定、可靠、安全，实现采集的可配置、可管理、可监控。
所述智能仪表及传感器、燃料智能设备安装于现场系统中，内部嵌入通讯模块和控制模块，可以完成数据采集，数据处理和数据通讯功能。
所述视频监控设备是安全防范系统的重要组成部分，主要由摄像机、镜头、云台、防护罩、支架、解码器等组成。
所述智能门禁设备由门禁控制器、读卡器、电控锁、卡片及其他设备组成，它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。
所述人员定位设备是实现对不同物体(包括人)在不同状态(移动、静止)下的自动识别位置信息的设备。
所述智能穿戴设备是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如智能手环、智能标签、智能安全帽等。
所述智能设施层是通过物联网及工业互联网技术，形成数据总线，高度集成现场各类基础设施，实现泛在感知，所集成的前端设备/系统包括：
物联网平台构成数据总线的主体，连接各前端设备，打通数据通路，并提供可执行组件，为业务系统指令执行提供多样化手段。
所述基础网络层包括综合布线系统、GPON无源光网络、eLTE无线专网三部分。
所述综合布线系统是一种模块化的、灵活性极高的电厂建筑物内或不同建筑物之间的信息传输通道。通过它可使话音设备、数据设备、交换设备及各种控制设备与信息管理系统连接起来，同时也使这些设备与外部通信网络相连的综合布线系统。它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。
所述GPON无源光网络是无源光网络包括安装在数据中心的光线路终端(OLT)和安装在现场的一组相关的光网络终端(ONU)组成，通过单模光纤和光分路器、光连接器等无源光器件组成，通常采用点到多点的网络结构。
所述eLTE无线专网包括通过GPON光网络相连接的eLTE专网BBU设备和eLTE专网RRU设备；eLTE专网BBU设备设置在室内和/或室外，用于集中管理无线覆盖基站模块；eLTE专网RRU设备用于无线接入管理，设备管理和传输管理。
所述基础网络层中的应用模块通过GPON无源光网络与无线覆盖基站模块相连接，终端模块通过1.8G eLTE专网与无线覆盖基站模块相连接；
所述应用模块包括：OLT局端设备，ONU设备和核心网设备；
所述无线覆盖基站模块包括：通过GPON光网络相连接的eLTE专网BBU设备和eLTE专网RRU设备；
所述终端模块包括定位单元等，定位单元包括内置1.8G eLTE模组的UWB定位基站和CPE(信号转换设备)。
工业无线引入eLTE专网，使用1.8G专用频段，为电厂提供安全、可靠的数据传输通道，同时灵活支持物联网应用场景的扩展。
人员定位采用UWB定位技术，定位精度最可达30厘米，实现对人、设备、车辆位置的实时监控，为企业安全生产提供重要技术支撑。
环境感知通过各类传感器，对现场及设备的温度、湿度、噪声、粉尘、污染物浓度、振动等进行实时监测，通过大数据分析，对超过限值的区域、设备进行及时报警，保障作业人员身体健康及设备运行可靠性。
工业监控建设全厂视频监控系统、重点区域无死角覆盖。
门禁及出入口管理建设全厂区域门禁及出入口管控系统，与业务系统结合，实现动态授权以及紧急情况下的自动授权。
数字化移交基于数字化移交，建立基于轻量化平台的数字化电厂三维模型，并打通与IMS系统、视频系统、生产实时系统以及紫光档案系统，为各业务系统提供可视化工具，并实现设备的全生命周期管理。
智能穿戴：采集现场实时信息数据并上传到应用层，接收应用层回传信息等。
数据采集套件：通过单项隔离网闸和统一接口平台与电厂分散控制系统(DCS)联通，进行实时数据采集处理。
如图2所示，所述物联网单元包括物联网终端、物联网网关、物联网连接管理、物联网设备管理、物联网内嵌应用管理，采用分布式结构，支持动态扩容。
采用多级别负载均衡提升整体性能，支持多业务并发计算，非阻塞IO及微服务架构，基于Docker的开放式架构支持第三方js程序直接安装。利用平台所提供的数据集成和服务集成，可将不同传感器和服务数据进行融合、转化，生成具有二次利用价值的信息流，实现数据增值。平台具备数据处理能力、应用支撑能力、生态开放能力、设备管理能力、安全报故障能力、架构适应能力。
所述物联网终端接入可以采用三种模式：设备直接接入，适用于直接具备IP能力的设备，如用电安全主机；设备通过网关接入，适用于不具备IP能力的设备，需要通过网关来接入，如环境传感器；设备通过业务系统接入：适用于和成熟业务系统配套的设备，通过系统间对接来间接管理，如摄像头和门禁；物联网终端接入后对接终端的各种协议Server(例如UDP Server)、归一化终端管理(通用列表、状态管理)、针对不同协议终端的配置管理、终端版本管理以及对应不同终端的格式适配服务。通过终端适配服务，平台将各厂商的不同终端数据解析成物联网平台的标准属性(例如平台定义的温湿度属性)，并通过订阅服务分发给上层服务(如基础数据服务或内嵌应用)。
所述物联网设备管理提供物联网网关及其他网络相关组件(如LoRa Server)的管理，包括配置、版本、组网等，网络管理相对物联网终端管理来说是松耦合的两个部分：一方面，网络管理和终端管理可能在不同的平台上(例如NB网络)；另一方面，网络的维护人员与终端维护人员可能是不同的(例如LoRa运营商及LoRa使用者)。平台给北向应用提供标准化的接口：屏蔽了南向设备/系统的协议和数据格式差异，降低了应用开发的学习成本。例如：定位设备使用的是WebSocket协议，档案馆系统使用的是WebService接口+XML格式，维思通数据库使用的是HTTP接口+Json格式。物联网平台集成几个系统后，统一给北向应用提供HTTPS接口(用于应用来主动获取数据)和MQTT接口(用于平台推送数据给应用)，使用Json格式。这样北向应用只需掌握HTTP/MQTT协议和Json格式，无须关注具体设备或系统是使用哪种协议和数据格式，实现了应用和设备的解耦。
所述智慧管控系统平台层是基于工业互联网架构的智慧管控基础平台，具有泛在物联、云边协同、定制开发、快速部署、数据可视化等功能。通过物联网单元对多源设备、异构系统进行高效采集和云端汇聚；基于微服务架构的集成中心及标准的业务模型框架，形成了业务模型容器，达到业务模型的快速积累和定制开发，基于该平台开发了设备管理、检修管理、运行管理、安全监督管理等多个安全生产管理模块；基于纯H5技术及高效2D/3D矢量引擎技术的可视化单元，可在PC端、移动APP、大屏等终端快速创建部署、所见即所得，提高了数据可视化效率，提升了数据可视化效果。
所述智能管控系统平台层包括开发工具集、公共组件集、单体开发运行框架、微服务开发运行框架、物联网开发单元、三维可视化开发单元、智能展示开发单元，是基于基础设施层的资源管理能力提供一个高可用的、可伸缩的且易于管理的中间件平台。
所述开发工具集包括集成开发工具(IDE)、系统治理工具、数据计算引擎等。
所述集成开发工具遵循Eclipse标准，提供开发向导、视图和编辑器等辅助工具，具备代码智能提示、版本控制、编译调试、一键发布等功能。
所述系统治理工具是为应用软件开发平台提供应用配置、部署、控制和监视功能，简化服务管理，实时对应用服务器及操作系统CPU、内存、磁盘等信息进行监视，支持日志的集中存储和查询。
所述数据计算引擎是数据组态工具和数据计算模块的集合。数据组态工具是利用基本计算模块组合形成分析和挖掘算法的复杂公式的工具；数据计算模块是由常规计算器具备的基本计算功能模块组成的集合。
所述公共组件服务组件包括在线的即席报表、模型驱动框架、任务调度组件、权限开发及运行支撑组件、流程开发及运行支撑组件。
所述在线的即席报表提供在浏览器中实现全功能的报表设计器，提供易用、高效的报表设计方案，支持无编码式报表设计。具备报表展现、汇总、统计分析、打印输出等功能。报表设计人员无需掌握复杂的代码编写技能，业务人员也可以随时根据需要设计符合业务逻辑的报表，满足报表使用者的最终需求。
所述模型驱动框架支持模型驱动的开发框架，支持软件设计和模型的可视化、存储和交换。模型能够通过平台转换为可执行的代码或者RIA运行时库。
所述任务调度组件提供可视化的任务定义、任务执行步骤定义、任务执行组件定义、任务调度规则定义。支持基于规则解析的任务执行、运行预警、监控与分析。
所述权限开发及运行支撑组件提供以标准的权限模型(RBAC)为基础，基于组织、角色的菜单资源管理和权限分配的权限组件。需满足多套应用同时进行用户菜单管理模式。
所述流程开发及运行支撑组件提供可视化配置的流程管理组件，流程管理组件需遵循BPMN2.0标准，支持跨系统的端到端流程贯通、流程回调、事物补偿等高级功能。流程开发及运行支撑组件需支持一级部署，业务应用以多租户的方式接入。
所述单体开发运行框架，应用软件开发平台需支持OSGi模块化规范，具备完整基于模块化的Web应用架构体系和相关标准规范，支持平台各公共套件服务和基于平台实现的业务功能的模块化开发与运行机制，降低业务应用在设计、开发、部署和维护等各个阶段的成本。通过OSGI模块化技术，提供业务系统开发和运行期的动态模块更新和卸载，从而实现不停机检修。
所述微服务开发运行框架，支持基于Spring Cloud的微服务开发框架，能够提供路由网关、注册中心、服务监控、配置中心等能力，平台开发的微服务程序能够稳定运行在Spring Cloud提供的原生运行环境中，完整保留Spring Cloud所有的原生接口。支持微服务项目的可视化向导式创建、打包、发布，支持基于数据库表模型的快速微服务开发，支持微服务项目和前端展现项目的解耦，微服务项目和前端展现项目之间交互方式支持基于restful方式、基于SOAP的Web Service方式等多种通信方式，提供微服务自动化部署、实时监控、历史调用链监控回放、性能测试等工具。
所述物联网开发单元是连接感知层和应用层的桥梁，包括连接管理组件、设备管理组件、应用使能组件和业务分析组件。以上4个功能组件都服务于应用层，可以缩短应用层的软件开发周期和成本。
连接管理组件主要为运营商提供流量监测以及收费计费功能。提供当前连接入网的物联网终端列表，终端的联网状态以及终端的流量使用状况等连接信息，所以该平台是运营商独有的，一般不对其他用户开放。
设备管理组件主要提供针对物联网终端的功能状态监控、功能配置、软件升级、故障排查、生命周期管理等功能。
应用使能组件把一些行业应用或者功能应用的软件代码模块化，为应用层的软件开发提供现成的软件模板及工具。具体来看AEP平台具体功能有提供成套应用开发工具(大部分能提供图形化开发工具，甚至不需要开发者编写代码)、中间件、数据存储功能、业务逻辑引擎、对接第三方系统API等。物联网应用开发者在AEP平台上快速开发、部署、管理应用，而无需考虑下层基础设施扩展、数据管理和归集、通信协议、通信安全等问题，降低开发成本、大大缩短开发时间。
业务分析组件把物联网终端上报的各种数据存储起来加以利用，提供大数据/云计算相关的服务。
所述三维可视化开发单元，引入三维可视化技术，它集成工程设计、生产运营、设备控制、环保安全等各种动态静态数据，提供企业资产信息全生命周期的集成管理，把三维模型、静态文档、动态数据整合在一起，建立一个多维的数字信息集成应用。
所述智能展示开发单元，提供多种通用展现组件库，包括通用组件、UI编辑组件、拓扑组件、2D矢量编辑器、3D编辑器等组件，提供可视化设计器给开发人员快速构建美观、交互性好的web应用，支持IE6及以上、谷歌chrome、火狐FireFox等浏览器。支持React、VUE、Angular等多种展现方式的快速集成。智能展示组件将数据采集存储层的关系型数据、实时数据、档案数据、结构化文档进行封装实现移动终端、大屏、桌面PC端、头显等统一展示。
所述物联网平台作为智慧电厂平台侧的载体，本质是连接、感知和使能，真正从底层打通系统和设备间的信息孤岛、实现全面感知、实现系统和设备的智能联动。IoT平台将通用的位置服务、视频识别、业务编排、智能报表等通用能力进行包装，以远超越传统模式更可靠、安全、标准、高效的供上层应用调用，同时提供标准化、实用化、可配置的业务基础组件，真正支撑智慧电厂运行、检修、安监等业务的快速构建和持续演进。物联网可给项目应用提供设备的管控和数据支撑，并且平台支持三种设备接入模式，这实现了各场景之间的设备集成管理，通过物联网平台技术可以完成提高整个系统的工作效率，降低总成本，将异构系统集成拓扑的复杂度降低，并拉通各个业务系统，减小交互成本。
依托于物联网平台，可以打通自上至下的主干通道，降低开发门槛、加快开发进度、降低开发成本、快速实现应用上线，同时，依托于平台所衍生的生态，利用平台所提供的数据集成和服务集成，可以把不同传感器和服务数据进行融合、转化，生成具有二次使用价值的信息流，实现数据增值业务。实现高效、敏捷、高质量的泛在接入，通过平台为数据处理提供不同的能力服务，使新应用的开发变得更敏捷整合多维数据，增加对数据的洞察力。结合IMS系统开发平台提供设备管理及数据支撑。可实现智能用电、智能锁具、环境监测、热网监控、智慧档案管理等应用，实现与智慧管控系统的互联互通，更好的支撑公共服务系统的建设。
所述物联网单元中的门禁系统、智慧档案馆等将采集到原始数据信息提供给微服务单元，经过微服务单元计算分析将原始数据筛选、归类、清洗、统计，处理完成的数据回传到物联网系统中以供其系统使用。全厂供售热、管损等，根据对应测点名称在实时数据库中获取到微服务计算平台中，将数据进行累加、求平均得到热用户及管损实时值、周、月、年等数据，存到关系库中，供物联网单元以及其他单元使用，最终实现大屏展示。
如图3所示，所述微服务开发单元能够提供网关、服务监控、配置中心等能力，支持基于SOAP的Web Service方式等多种通信方式，多种前端展现工具，提供可视化的任务调度组件，权限开发、流程开发及运行支撑组件，提供微服务自动化部署，实时监控，具备复杂度可控，去中心化、独立部署、容错、扩展灵活，包容开放等特性。
通过将大量工业技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具规则化、软件化、模块化，并封装为可重复使用的微服务组件，第三方应用开发者可以面向特定工业场景开发不同的工业APP，构建成基于工业互联网平台的产业生态,进而实现设备的全生命周期健康管理、帮企业优化供应链、开展订单管理、通过优化工艺和生产参数提高效率、为企业定制智能生成运营解决方案。
在微服务开发单元中，服务注册是指向服务注册中心注册一个服务实例。例如智慧电厂下子系统安全管理微服务将自己的服务信息告知服务中心，服务发现是指服务消费者需要消费另一个服务时，服务注册中心能够告知服务消费者它所要消费服务的实例信息。通常情况下，一个服务提供者，也是服务消费者，服务消费者一般使用HTTP协议或者消息组件这种轻量级的通信机制来进行服务消费。
微服务之间是“协同关系”，虽然一些微服务需要调用其他微服务来共同完成业务逻辑，但每个微服务都是独立的。每个微服务都可以不依赖于其他微服务独立存在、独立部署、独立运行。例如智慧管控系统下安全管理、热网管理子系统、SIS系统，它们的服务既可以独立运行，但同时服务之间数据又是相通的，热网管理系统实时监控页面数据展示就是基于SIS系统平台支持。数据交互方面主要有两种方式:一、服务部署之后，然后等待业务请求的到来，然后处理请求，返回结果。二、主动将实时数据推送至应用层。
微服务系统通过将资源以API接口的形式给外界来提供服务。网关可以做一些用户认证、权限认证、防止非法请求操作API接口，对内服务起到保护作用。提供统一服务入口，让微服务对前台透明。同时还集成轻量级权限实现了对整个管控平台统一权限管理和分配。
可将服务的配置文件放到统一配置文件仓库，服务启动后，读取配置文件信息，读取完成的配置信息放到配置服务的内存中，当服务的配置信息需要修改且修改完成后，向配置服务发送Post请求进行刷新，这时服务A,B会向配置服务重写读取配置文件。
在服务公开中，许多服务都可以被内部独立进程所限制，如果其中任何一个服务需要增加某种功能，那么就必须缩小进程范围。在微服务架构中，只需要在特定的某种服务中增加所需功能，而不影响整体进程。微服务是松耦合的，是有功能意义的服务，每个微服务仅关注于完成一件任务并很好地完成该任务，无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的。
所述微服务开发单元用于基于数据采集存储层的时序数据、结构化数据、半结构化数据、非结构化数据，实现设备管理、运行管理、安全管理等模块微服务功能，其包括微服务基础单元、微服务公共子单元、微服务调度子单元、微服务监控子单元、微服务数据服务子单元。
所述微服务基础子单元：服务注册中心，发现，熔断，负载均衡等及行业定制；平台需提供集应用系统设计、开发、调试和部署于一体的集成开发工具(IDE)，且必须遵循Eclipse标准，提供开发向导、视图和编辑器等辅助工具，具备代码智能提示、版本控制、编译调试、一键发布等功能。
平台需支持基于Spring Cloud的微服务开发框架，能够提供路由网关、注册中心、服务监控、配置中心等能力。支持微服务项目的向导式创建、打包、发布，支持基于restful方式、基于SOAP的Web Service方式等多种通信方式，提供微服务自动化部署、实时监控、性能测试等工具。
提供所见即所得的可视化页面设计器，支持以拖拽方式完成业务系统功能页面的设计与开发，减少开发人员的设计和开发时间。页面设计器支持平台的客户端组件快速开发，并可在多种浏览器即时预览，使开发人员能轻松快速地制作出一些出色的界面。
所述微服务公共子单元：统一鉴权、日志管理、日志审计等公共服务；
提供以标准的权限模型(RBAC)为基础，基于组织、角色的菜单资源管理和权限分配的权限组件。需满足多套应用同时进行用户菜单管理模式。
提供可视化配置的流程管理组件，流程管理组件需遵循BPMN2.0标准，支持跨系统的端到端流程贯通、流程回调、事物补偿等高级功能。流程开发及运行支撑组件需支持一级部署，业务应用以多租户的方式接入。
所述微服务调度子单元：服务调度、服务集成、服务任务管理等；
平台需提供可视化的任务定义、任务执行步骤定义、任务执行组件定义、任务调度规则定义。支持基于规则解析的任务执行、运行预警、监控与分析。
所述微服务监控子单元：服务监控、服务治理、服务报警等；
平台需提供应用配置、部署、控制和监视功能，简化服务管理。能实时对应用服务器及操作系统CPU、内存、磁盘等信息进行监视，支持日志的集中存储和查询功能。
所述微服务数据服务子单元：基于微服务实现数据服务统一网关，统一实时数据、关系数据等数据接口，实现数据访问控制、统一数据访问，平台需支持模型驱动的开发框架，支持软件设计和模型的可视化、存储和交换。模型能够通过平台转换为可执行的代码或者RIA运行时库。平台需提供B/S全功能的报表设计器，提供易用、高效的报表设计方案，支持无编码式报表设计。具备报表展现、汇总、统计分析、打印输出等功能。报表设计人员无需掌握复杂的代码编写技能，业务人员也可以随时根据需要设计符合业务逻辑的报表，满足报表使用者的最终需求。
如图4所示，数据采集存储层包括数据采集服务模块、数据存储模块、数据处理模块、数据分析模块。
所述数据采集服务模块包括设备接入组件、协议转换适配组件。
所述设备接入组件具有数据采集、传输、归集、计算、存储、发布等功能的统一数据接口引擎，其可通过串口或以太网连接现场设备PLC、OPC、变频器、仪表等，将数据通过以太网、GPRS、4G等方式，以及高效通信协议传输到远端的服务器中，完成数据监控、本地逻辑控制、故障报警等功能。
所述协议转换适配组件：通过智能适配接口引擎技术，构建了统一的接口机制，实现接口一对多的体制，采用协议适配完成和各设备接口的协议转换，完成对数据格式化、不发生时间和空间粒度变化的处理。
所述数据存储模块包括实时历史数据库、关系型数据库、大数据组件。
所述实时历史数据库能够达到处理每秒百万次以上数据访问需求，实现高性能实时数据引擎，保证目标系统整体运行性能达到百万TPS以上，这为流程模拟、先进控制、实时在线优化、生产全过程管理等提供了基础数据服务。对数据的快速定位与快速访问是实时历史数据库首先要解决的问题；其次要采用任务的调度模型技术确定事务的优先级分配策略、调度算法、互相冲突的解决(并发控制)策略及其机制，协调其对计算机资源的充分利用和访问冲突；最后要充分利用I/O框架、池技术、多线程同步等高性能服务器开发技术，优化提升系统的运行效率，在高性能服务器程序框架技术的支持下，实现实时数据库由单服务软件到基于网络的大型分布式数据库管理系统的转变。充分运用WCF、数据缓存等技术数据进行数据采集软件的开发，运用数据采集软件实现对不同类型数据库、不同频率的数据的采集，并对这些数据进行清洗、报警、计算等预处理操作，满足火电厂各类数据的需要。
所述实时数据库不仅应作为厂级监控信息系统所有计算分析程序和打印、报表所需数据的来源，还应有和管理信息系统网络上关系型数据库的标准接口，支持向Oracle、SQLserver、DB2、Sybase等著名数据库产品的连接与数据复制，支持API、ODBC2.0等标准的链接方式，并可向电厂管理信息系统(管理信息系统)提供其所需的实时数据和计算、分析结果。其服务器和客户端的硬件应采用标准的第三方产品，软件模块应完全支持和兼容微软的体系结构，并具有良好的透明度和二次开发能力。
所述关系型数据库，是指采用了关系模型来组织数据的数据库，以行和列的形式存储数据，这一系列的行和列被称为表，一组表组成了数据库。用户通过查询来检索数据库中的数据，而查询是一个用于限定数据库中某些区域的执行代码。关系模型可以简单理解为二维表格模型，而一个关系型数据库就是由二维表及其之间的关系组成的一个数据组织。关系型数据库按照结构化的方法存储数据，每个数据表都必须对各个字段定义好，再根据表的结构存入数据，把数据按照最小关系表的形式进行存储，有效利用存储空间。关系型数据库采用结构化查询语言来对数据库进行查询，SQL早已获得了各个数据库厂商的支持，成为数据库行业的标准，它能够支持数据库的CRUD操作，具有非常强大的功能，SQL可以采用类似索引的方法来加快查询操作。在关系型数据库中，一个数据实体一般首先要分割成多个部分，然后再对分割的部分进行规范化，规范化以后再分别存入到多张关系型数据表中，同时关系型数据库强调ACID规则(原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability))，可以满足对事务性要求较高或者需要进行复杂数据查询的数据操作，而且可以充分满足数据库操作的高性能和操作稳定性的要求。
所述大数据组件：用来存取3类不同的数据分别是大规模的结构化数据、半结构化和非结构化数据、结构化和非结构化混合的大数据。
所述数据处理模块包括数据质量管理组件、数据清洗组件、数据交换组件、数据质量管理组件。
数据质量管理组件：主要处理各个阶段引发的各类数据质量问题，进行识别、度量、监控、预警等事务，提高数据质量。
数据清洗组件：主要是对原始数据库中的样本进行处理，检测并去除离群样本和填补空缺数据。
数据交换组件：将多个应用信息系统进行整合，其中应用系统的子系统进行信息/数据的传输及共享，实现分布异构系统之间互联互通，建立中心数据库，完成数据的抽取、集中、加载、展现，构造统一的数据处理和交换。例如燃料系统的数据存储到中心数据库，供智能报表、大屏展示等多个应用系统使用。
数据质量管理组件：数据从获取、存储、共享、维护、应用、消亡生命周期的每个阶段里可能引发的各类数据质量问题，进行识别、度量、监控、预警等一系列事务，提高数据质量。数据度量和变化频度可以衡量数据质量的好坏。数据度量主要包括完整性、唯一性、一致性、准确性、合法性。变化频度主要包括业务系统的变化周期和实体数据刷新周期。数据质量管理包括测量、提高组织数据的质量和整合性的方法。数据质量处理包括数据标准化、匹配、生存和质量监测。
如图5所示业务应用服务层生产实时单元、智能报表单元、粉煤灰销售单元、安全管理单元、故障诊断单元、热网管理单元、班组管理单元、技术监督单元、运行管理单元、设备管理单元、智能两票单元、知识库管理，形成面向火力发电厂生产经营管理智能化产品集市。
所述生产实时单元包括过程监视模块、趋势分析模块、历史回放模块、数据归类统计模块、报警管理模块、短消息中心模块。
其中，所述过程监视模块接收现场传感器、设备运行参数、机组生产运行参数等实时数据，实现对机组生产运行实时过程监视。数据处理过程是通过DCS系统采集现场参数，接口机经过单向隔离设备传送到生产实时监控系统的实时/历史数据库，发布系统调取数据库数据，将现场实施数据发布在生产监控系统WEB端，实现对现场机组运行参数主汽温度、主汽流量、发电量、主给水流量等主要数据的实时监控。
所述趋势分析模块，接收实时历史数据库的数据，通过选择测点，开始时间，结束时间，设置时间间隔，点击查询将以曲线展示所选时间段内的测点数据，实现对测点数据一段时间内变化的趋势分析。
所述历史回放模块，接收实时历史数据库的数据，通过选择测点，开始时间，结束时间，时间间隔，播放速度，点击回放，将会出现历史一段时间内类似于实时变化的测点曲线，一目了然看到测点的变化情况。数据处理过程是通过调取某一个或某些数据点特定时间段内的数据，通过EXTJS将取到的数据通过线段连接起来，实现对某测点数据某一时间段的实时展示。
所述归类统计模块，完成参数越限统计、主辅设备启停次数统计、控制系统运行统计、联锁保护动作统计等统计分析功能。统计信息与相应分析系统相连后，可以协助分析故障点、提前给出故障警告。
所述报警管理指的是测点数据超过或低于规定的界限，将会发出报警提示。
所述短信息中心模块通过对大量运行参数报警信息进行处理，屏蔽不必要的报警提示，在不丢失报警信息的前提下，优先给出重要参数报警。报警管理模块可以大大减少报警量，有助于运行人员集中精力，快速找出引起报警的主要原因，并采取及时的应对措施，避免误操作引起的事故扩大。
技术监督：主要有监督专业和月度报表等6个模块，对监督专业数据进行采集和计算，为后面设备运行分析及检修提供了数据准备，使得技术监督工作信息化、专业化、智能化。技术监督包含专业监督和月度报表模块,专业监督模块包含十七项专业监督工作,深入融合到多个系统模块。能将各个专业将采集到的基础数据录入到系统指定位置，系统会根据基础数据自动进行分析计算，从而得到各专业指标合格率等月报表进行上报，通过调用BPM流程服务直接将代办事项提交给负责人。同时将结果存储到关系型数据库中，供其他单元模块使用。该模块全面系统地规范了火电厂技术监督工作,使得技术监督工作信息化、专业化、智能化,为后面设备运行分析及检修提供了数据准备。
运行管理模块：通过智能两票、巡检、日志台账、运行基础、运行台账、参数管理等数据支撑，强化工作执行规范，减少生产风险。其中运行数据实时共享，供物联网系统多模块使用。
安全管理模块：以任务管理为抓手，以规范作业流程为核心，以作业风险分析讲解为基础，以安全措施执行落实为重点，重在管控每个作业人员的现场作业行为，结合短信平台、人员实时定位、智能门禁控制以及手机二维码扫描等新技术实现对现场作业的全方位、全过程、全员、全天候的立体管控，从根本上夯实安全基础，保障安全生产。安全管理模块将物联网技术融入到安全管理体系并且建立安全风险知识库，相应功能模块的互联互通，实现风险有效防控、现场管理标准化，确保作业过程安全、作业行为安全和系统设备安全，从根本上夯实安全基础，保障安全生产。
设备管理模块：基于设计院数据，实现三维模型设备数据，集成电厂的IMS、SIS等相关系统，可实时查看相关数据。设备管理模块中增加设备编码，与KKS编码关联，将逻辑位置与实体设备结合、统一，形成设备分类和参数标准化数据，设备台账与档案打通，可将设备与档案进行关联，梳理形成建筑物台账，并与KKS关联，可方便查看设备安装地址；建构物作物基础数据，可向工单、工作票等提供标准的工作范围数据，监控台账、监控IP维护。为监控巡视、监控调用提供标准化数据，监控自动巡视，巡视路线上的监控逐个播放，通过监控巡视替代人工巡视。基于四码联动体系，从设备设计采购、建设、运行到维护、改造、退役、报废，建设设备全生命周期管理系统。维修管理模块：通过缺陷工单、智能两票、定期工作、智能巡点检等模块，组建检修闭环管理功能。
智能报表模块：主要包含定制报表展示与录入、指标分析、指标对比分析、指标替换、指标重计算、指标剔除、燃料数据同步、固定值录入等功能，与多系统模块数据互通，通过一次分析计算，多次使用。分为三个相互关联的部分，即指标管理、报表管理和指标分析。指标管理用来设置指标、计算公式并管理指标计算结果；报表管理设计报表格式，将指标计算结果用报表呈现，可根据不同用户的不同需求自定义报表格式和展示内容；指标分析可对选择的多个指标进行多维度(时间)、多种方式(原始值、平均值、加权平均)分析，并使用数据列表、图表等展现。指标库中包括积数指标、班指标、日指标，分为14组指标组进行管理，自动生成生产综合日报表、生产综合月报表、运行报表3类报表配置、维护、展示功能。
热网管理模块：将热网管理平台与智慧管控系统IMS系统进行无缝融合，实现对供热用户的集中监测管理、分析计算及运行调度、故障检测、远程控制功能。智慧热网管理模块由监控中心服务器、通讯网络、现场采集子站、现场计量设备组成，软件系统部署在IMS平台，作为智慧管控系统的重要模块，主要包括用户管理、预付费管理、热网实时数据、报表等功能。现场设备采集数据全部接入生产实时系统，热网报表从生产实时数据库中提取数据并在智能报表系统生成报送。
知识库管理模块：构建安全生产管理需要知识体系。知识库管理模块实现基于设备信息、故障信息、技术标准、法规制度、技术参数、作业标准、危险点信息、工艺知识、专家经验等知识内容，构建安全生产管理需要知识体系。实现知识提取、知识图谱构建、知识图谱查询以及知识图谱推理，并支持基于自然语言交互的知识图谱应用以及与运行管理、设备管理、安全管理、智能工作平台等系统应用的对接，为设备巡检作业标准、检修作业指导、疑难问题处理、故障辅助分析等业务管理提供知识基础。
智能两票模块：和人员定位、智能锁具、二维码关联，避免走错间隔、操作错设备，强化作业安全风险管控。智能两票模块：智能工作票在传统工作票基础上，与人员定位结合，显示工作区域工作班成员位置；与监控结合，可实时查看现场工作情况；与门禁联动，动态授权，工作票终结后，自动回收权限。智能操作票通过典型票、危险点分析库标准化数据，协助开票人员开出合格、标准的操作票；现场执行时通过移动APP扫描设备二维码，进行操作防误；现场执行时必须全程录音，以备时候分析。
制粉系统故障预警模块：通过大数据分析，获取设备运行特征，分析调试过程、实验结果以及状态特性的优劣，提高设备使用寿命。制粉系统故障预警模块：基于燃煤机组的制粉系统通过数据分析，获取设备运行特征，分析调试过程、实验结果以及状态特性的优劣，达到可管控的优化边界，运行监控中对制粉系统运行过程中的数据进行记录以及特征提取，全面展示和分析数据的设计值、实际值和评估值，全面表征制粉系统设备的状态，实现磨煤机性能细微变化的及时确定，及早预警磨煤机劣化情况与性能问题，利用专家规则库进行辅助诊断，确定故障的根因及影响，及时故障闭环处理，避免因失效而引起的机组事故的发生，降低非计划停机时间，提高热电机组的可利用率，延长设备使用寿命。
固弃物销售：多系统集成，对车辆、粉煤灰的流动轨迹进行实时监控、远程指挥、异常告警，无人值守称重。固弃物销售模块中针对粉煤灰营销、装灰车辆入出厂、装灰车辆自动过磅计量、轮船及车辆装灰过程监控、装灰轮船报港及接卸作业为一体。对车辆、粉煤灰的流动轨迹进行实时监控、远程指挥、异常告警，无人值守称重，实现数据之间的相互联动，从而减少人员、提升效率。
智慧营销管理模块采用先进的信息化手段和大量数据计算模型于一身，应用于电改后的电力市场交易。从市场维度、客户维度、生产维度、财务维度、燃料维度等方面进行综合分析，并结合BPNN算法模型、最优化灰色预测模型、量本利报价模型等多种数据模型，支持中长期和现货交易；通过负荷预测、交易复盘和模拟、及多种BI分析，为参与电力市场交易提供有力支撑。面对企业已签约及潜在电力客户，系统建立网上营业厅和移动应用，实现对外宣传、新闻发布、计划上报与电力客户沟通交互等功能。
如图6所示，所述智能展示层中可视化平台是适应目前信息化技术水平发展的架构平台。基于该平台研发了移动IMS系统，融合形成了三维可视化系统等可视化软件，实现了与SIS/MIS数据对接，并可定制客户页面、具备面向大数据的信息可视化主流展示方式，包括文本可视化、多维数据可视化、大屏展示等。
可视化单元将数据采集存储层的关系型数据、实时数据、档案数据、结构化文档进行封装实现移动终端、大屏、桌面PC端、头显等统一展示。通过可视化平台组件将报表引擎、2D引擎和3D引擎进行集中管理，构建数据可视化的统一数据服务封装、统一展示对象管理、统一设计服务和统一展示服务，形成具有视觉冲击、自由布局、图表分析、操作便捷、组件灵活、动态交互等特点的可视化单元。
提供所见即所得的可视化页面设计器，支持以拖拽方式完成业务系统功能页面的设计与开发，减少开发人员的设计和开发时间。页面设计器支持平台的客户端组件快速开发，并可在多种浏览器即时预览，使开发人员能轻松快速地制作出一些出色的界面。基于H5的可视化技术，可提供一套可快速创建部署、高度可定制化并具有强大交互功能的页面展示方案。可接入各类型数据，前端可灵活组态画面并绑定测点/调取数据接口以展示各数据。
所述数据服务包括数据接入，数据处理、数据服务化。
所述数据接入是数据平台数据服务化接入，数据统一可视化平台提供数据平台服务接口配置界面，页面填写地址和参数，保存就会插入对应的数据管理表中，参数字段可根据实际项目情况，构建数据的参数子表。
所述数据处理是数据平台服务接口配置界面可选择封装类型,数据不处理、通用处理和特殊处理三种方法，不处理是对数据中台的数据不做任何加工，通用处理是通用的方法对数据统一的封装处理，特殊处理是通过写特殊处理的方法来处理数据，如果是特殊处理需要在封装方法中填入特殊方法实现类的全路径。
所述数据服务化是在数据中台服务接口配置界面配置数据的服务化接口地址，服务化接口地址为唯一的，每个服务化接口通过调用，返回相应的数据，数据返回格式为标准的json格式，调用方法为平台的对外数据方法地址+地址参数服务化接口地址+查询参数，平台通过平台的对外数据方法地址+地址参数服务化接口调用相应的服务接口，通过查询参数，表中参数字段封装组合，转为调用数据中台接口服务需要的查询参数。
所述统一设计服务是设计器为bs框架，可以通过url直接调用，构建统一设计页面，地址为调用设计器的url地址，设计器类型为报表、BI、2D和3D，品牌为字典选择，比如帆软润乾，版本号为选填，防止一个设计器出现多个版本，数据存入图表设计器表中，页面数据存入图标设计器表中。通过id可以直接调用设计器，web页面实现在线编辑，设计调用接口，调用方式为平台的对外设计器方法地址+设计器的id。如设计器为cs，则不支持web页面直接调用在线编辑功能，如帆软的FineReport。
所述统一展示服务是可视化平台统一为其他应用提供统一的展示服务，设计调用接口，用方式为平台的对展示模板方法地址+展示模板地址参数id，web页面可直接通过iframe方式调用。
所述设计引擎是面向设计人员和组态人员的。设计人员可使用设计器自带的图标等设计画面，另设计器可提供画各种图标的基础元素(直线、曲线、圆形、矩形、三角形、星型、文本等)，以便设计人员设计需要的图标。组态人员使用设计器，通过设计人员设计的图标以及2D引擎自带的组件库对画面进行组态；用户只需要进行简单的拖拽操作，选择画面需要的组件，为其配置需要的数据源，几秒内就可以看到画面及其数据的展示。基于展示层所集成的组件包括：
设计器：能够以web浏览器的方式灵活设计、组态各种画面。
组件库：提供比较完整的基于HTML5图形界面组件库，应用到各项目后可继续丰富完善组件库，封装后的各种图标、图表都可进行复用。
二次开发：有完整开放的API，方便二次开发和嵌入，可封装各种功能函数。
属性定义：可根据需求暴露图标的各种属性，供用户灵活使用。
脚本编辑器：支持脚本(JavaScript等)编辑。
运行器：可以对编辑好的画面进行预览，随时进行调整。
接口支持restful标准格式。
支持svg画面，svg图可直接转换成组态工具画面特有格式。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (15)
1.一种基于微服务架构的智慧电厂管控系统，包括智能设施层、数据采集存储层、智慧管控系统平台层、业务应用服务层和智能展示层；其特征在于：
所述智能设施层中智能设备及数据采集套件的监测数据或运行状态数据通过统一接口引擎实时上传至数据采集及存储层，所述智能设施层包括智能设备和物联网单元，所述智能设备通过物联网单元接入物联网，OLT局端设备、ONU设备和核心网设备通过GPON无源光网络与无线覆盖基站模块相连接，终端模块通过1.8G eLTE专网与无线覆盖基站模块相连接；在物联网单元中，通过终端适配服务，将各厂商的不同终端数据解析成物联网平台的标准属性；统一给北向应用提供HTTPS接口、MQTT接口，使用Json格式，屏蔽南向设备/系统的协议和数据格式差异；所述数据采集及存储层对接收到的监测数据或运行状态数据进行采集存储后传输至智慧管控系统平台层，所述智慧管控系统平台层支撑业务应用服务层进行实时监视、趋势分析、历史回放、报表生成，并通过展示层进行展示；所述智慧管控系统平台层包括开发工具集、公共组件集、单体开发运行框架、微服务开发运行框架、物联网开发单元、三维可视化开发单元、智能展示开发单元；
所述微服务开发运行框架包括微服务基础单元、微服务公共子单元、微服务调度子单元、微服务监控子单元、微服务数据服务子单元，微服务基础单元支持基于Spring Cloud的微服务开发框架，提供路由网关、注册中心、服务监控、配置中心，支持微服务项目的可视化向导式创建、打包、发布，提供微服务自动化部署、实时监控、性能测试工具，支持微服务项目和前端展现项目的解耦；微服务公共子单元提供统一鉴权、日志管理、日志审计服务，提供以标准的权限模型为基础，基于组织、角色的菜单资源管理和权限分配的权限组件；微服务调度子单元提供可视化的任务定义、任务执行步骤定义、任务执行组件定义、任务调度规则定义，支持基于规则解析的任务执行、运行预警、监控与分析；微服务监控子单元实时对应用服务器及操作系统CPU、内存、磁盘信息进行监视，支持日志的集中存储和查询功能；微服务数据服务子单元实现数据服务统一网关，统一数据接口，实现数据访问控制、统一数据访问；
所述智能设施层通过物联网及工业互联网，形成数据总线，集成电厂现场各类智能设备采集数据和/或运行数据并上传至数据采集存储层，实现泛在感知；
物联网通过综合布线构成数据总线的主体，连接各前端设备；
工业互联网引入eLTE专网，使用1.8G专用频段。
2.根据权利要求1所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
所述物联网单元包括依次连接的物联网终端、物联网网关、物联网连接管理模块、物联网设备管理模块、物联网内嵌应用管理模块，物联网网关、物联网连接管理模块、物联网设备管理模块和物联网内嵌应用管理模块均采用分布式结构，支持动态扩容。
3.根据权利要求2所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
智能设备作为物联网终端直接或通过物联网网关接入，物联网终端接入后，物联网终端连接管理模块针对不同协议终端的配置管理、终端版本管理以及对应不同终端的格式提供适配服务，通过适配服务，将各厂商的不同终端数据解析成物联网平台的标准属性，并通过订阅服务分发给物联网终端设备管理模块；所述物联网设备管理模块实现物联网网关及网络相关组件的管理，包括配置管理、版本管理和组网管理，统一给北向应用提供HTTPS接口和MQTT接口，使用Json格式；所述物联网内嵌应用管理模块将通用的位置服务、视频识别、业务编排、智能报表进行统一包装，以供数据采集存储层调用。
4.根据权利要求3所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
其中所述智能设备包括：设备采集套件、智能仪表及传感器、燃料智能设备、视频监控设备、智能门禁设备、人员定位设备、智能穿戴设备；
所述设备采集套件分别与智能仪表及传感器、燃料智能设备、视频监控设备、智能门禁设备、人员定位设备、智能穿戴设备相连，用于多源异构数据的采集，实现“云计算、边缘计算、终端计算”全过程数据采集与汇聚；
所述智能仪表及传感器、燃料智能设备安装于现场系统中，内部嵌入通讯模块和控制模块，完成数据采集、数据预处理和数据通讯功能。
5.根据权利要求1所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
所述数据采集存储层支持多源异构数据并行采集，管理通过数据采集存储层采集的数据，实现数据清洗、检测并去除离群样本及填补空缺数据；然后创建中心数据库，完成与智能管控系统平台层、应用服务层的数据交互。
6.根据权利要求1所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
所述数据采集存储层包括数据采集服务模块、数据存储模块、数据处理模块；
所述数据采集服务模块包括采集接口IOS进程、数据中心RDB进程、历史服务HDB进程，各服务进程之间采用Protobuf框架及消息中间件ZeroMQ来实现通信功能，所述采集服务模块支持多源异构数据并行采集、不同频度的数据采集、数据采集的断点续传、加密、压缩，数据采集的监控与数据源配置管理；
所述数据存储模块设置三级索引机制，由标签点ID为入口，以数据时间作为索引线索进行数据索引，所述三级索引是指标签点索引、日期索引、时间索引；
所述数据处理模块用于管理存储在分布式系统中的数据；数据清洗组件，对原始数据库中的样本进行处理，检测并去除离群样本和及时填补空缺数据；通过数据交换组件实现多个应用系统之间数据融合，进行应用系统间的数据传输与共享，创建中心数据库，完成与智能管控系统平台层、应用服务层的数据交互。
7.根据权利要求1所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
所述智慧管控系统平台层基于微服务架构形成业务模型容器以实现业务模型的积累和定制开发；所述业务模型包括但不限于：集成设备管理模块、检修管理模块、运行管理模块、安全监督模块。
8.根据权利要求7所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
其中，所述开发工具集包括集成开发工具(IDE)、系统治理工具、数据计算引擎；所述集成开发工具遵循Eclipse标准，提供开发向导、视图和编辑器辅助工具，具备代码智能提示、版本控制、编译调试、一键发布功能；所述系统治理工具为应用软件开发平台提供应用配置、部署、控制和监视功能，实时对应用服务器及操作系统CPU、内存、磁盘信息进行监视，支持日志的集中存储和查询；所述数据计算引擎是数据组态工具和数据计算模块的集合，数据组态工具是利用基本计算模块组合形成分析和挖掘算法的复杂公式的工具；数据计算模块是由常规计算器具备的基本计算功能模块组成的集合。
9.根据权利要求7所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
所述公共组件集包括在线的即席报表、模型驱动框架、任务调度组件、权限开发及运行支撑组件、流程开发及运行支撑组件；所述在线的即席报表提供在浏览器中实现全功能的报表设计器，实现报表展现、汇总、统计分析、打印输出功能；
所述模型驱动框架支持模型驱动的开发框架，支持软件设计和模型的可视化、存储和交换，模型能够通过平台转换为可执行的代码或者RIA运行时库；
所述任务调度组件提供可视化的任务定义、任务执行步骤定义、任务执行组件定义、任务调度规则定义，支持基于规则解析的任务执行、运行预警、监控与分析；
所述权限开发及运行支撑组件提供以标准的权限模型(RBAC)为基础，基于组织、角色的菜单资源管理和权限分配的权限组件，需满足多套应用同时进行用户菜单管理模式；
所述流程开发及运行支撑组件提供可视化配置的流程管理组件，流程管理组件遵循BPMN2.0标准，支持跨系统的端到端流程贯通、流程回调、事物补偿。
10.根据权利要求7或8所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
所述单体开发运行框架，支持OSGi模块化规范，通过OSGI模块化技术，提供业务系统开发和运行期的动态模块更新和卸载，从而实现不停机检修。
11.根据权利要求7或8所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
微服务项目和前端展现项目之间交互方式支持基于restful方式通信和基于SOAP的Web Service方式通信，提供微服务自动化部署、实时监控、历史调用链监控回放、性能测试工具。
12.根据权利要求7或8所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
所述物联网开发单元包括连接管理组件、设备管理组件、应用使能组件和业务分析组件，所述连接管理组件为运营商提供流量监测以及收费计费功能；设备管理主要提供针对物联网终端的功能状态监控、功能配置、软件升级、故障排查、生命周期管理功能；应用使能组件把行业应用或者功能应用的软件代码模块化，为应用层的软件开发提供现成的软件模板及工具；业务分析组件把物联网终端上报的各种数据存储起来加以利用，提供大数据和云计算相关的服务。
13.根据权利要求7或8所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
所述三维可视化开发单元集成工程设计、生产运营、设备控制、环保安全各种动态静态数据，把三维模型、静态文档、动态数据整合在一起，建立一个多维的数字信息集成应用；
所述智能展示开发单元提供多种通用展现组件库，提供可视化设计器给开发人员构建web应用，支持React、VUE、Angular展现方式的集成。
14.根据权利要求1所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
所述业务应用服务层包括生产实时单元、智能报表单元、安全监控单元、粉煤灰销售单元、安全管理单元、故障诊断单元、热网管理单元、班组管理单元、技术监督单元、生产管理单元，形成面向火力发电厂生产经营管理智能化产品集。
15.根据权利要求1所述的基于微服务架构的智慧电厂管控系统，其特征在于：
所述智能展示层将数据采集存储层的关系型数据、实时数据、档案数据、结构化文档进行封装实现移动终端、桌面PC端统一展示。
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